JP2000292009A - Heat storing device - Google Patents

Heat storing device

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JP2000292009A
JP2000292009A JP11095925A JP9592599A JP2000292009A JP 2000292009 A JP2000292009 A JP 2000292009A JP 11095925 A JP11095925 A JP 11095925A JP 9592599 A JP9592599 A JP 9592599A JP 2000292009 A JP2000292009 A JP 2000292009A
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JP
Japan
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heat storage
heat
storage material
container body
container
Prior art date
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JP11095925A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Watanabe
渡辺  弘
Mitsuhiro Kitaori
光博 北折
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Energy Support Corp
Original Assignee
Energy Support Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat storing device to prevent leakage of a heat storing material to an external part. SOLUTION: A heat storing device 11 comprises a container body 12 the internal part of which is filled with a heat storing material 16; a heater 18 to heat the heat storing material 16; and a heat transfer pipe 17 through which a heating medium flows and which is disposed in the container body 12 and which performs heat-exchange between the heat storing material 16 and the heating medium. The heat transfer pipe 17 and the heater 18 are led out to an external part through the upper surface, making no contact with the heat storing material 16, of the container body 12. Thereby, the heat transfer pipe 17 and the heater 18 eliminate a need to extend through the heat storing material filling part of the container body 12. This constitution prevents leakage of the molten heat storing material 16 from a through-part U to the external part of the container body 12.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、比熱の大きな物質
に熱を蓄えておき、後でこの顕熱を利用する蓄熱装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat storage device that stores heat in a substance having a large specific heat and uses the sensible heat later.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4に示すように、蓄熱装置51の内部
ケース52内には伝熱管53及びヒータ54が配設され
ると共に、蓄熱材55が充填されている。内部ケース5
2はその全面を断熱材56にて覆われた状態で外部ケー
ス57内に収容されている。伝熱管53及びヒータ54
は内部ケース52、断熱材56及び外部ケース57を貫
通して外部に導出されている。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 4, a heat transfer tube 53 and a heater 54 are provided in an inner case 52 of a heat storage device 51, and a heat storage material 55 is filled. Inner case 5
2 is housed in an outer case 57 with its entire surface covered with a heat insulating material 56. Heat transfer tube 53 and heater 54
Are led out through the inner case 52, the heat insulating material 56 and the outer case 57.

【0003】前記ヒータ54を通電発熱させると、蓄熱
材55は加熱されて蓄熱する。この状態で伝熱管53の
一方から水を供給すると、この水は蓄熱材55の熱によ
り加熱され、蒸気となって伝熱管53の他方から噴出す
る。このようにして、蓄熱材55に蓄えられた熱は外部
に取り出される。
When the heater 54 is energized and heated, the heat storage material 55 is heated and stores heat. In this state, when water is supplied from one of the heat transfer tubes 53, the water is heated by the heat of the heat storage material 55, and is spouted from the other of the heat transfer tubes 53 as steam. In this way, the heat stored in the heat storage material 55 is taken out.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記蓄熱装
置51においては、伝熱管53が内部ケース52の蓄熱
材55充填部分から外部へと貫通され、この貫通部分に
て溶接固定されていた。このため、ヒータ54が通電発
熱され、蓄熱材55が高温に加熱された場合、溶接不良
等があると、熱疲労等によって溶接部58にクラックが
発生し、そこから溶融した蓄熱材55が外部に漏出する
おそれがあった。
However, in the heat storage device 51, the heat transfer tube 53 penetrates from the portion of the inner case 52 filled with the heat storage material 55 to the outside, and is fixed by welding at this penetrating portion. For this reason, when the heater 54 is energized and heated, and the heat storage material 55 is heated to a high temperature, cracks are generated in the welded portion 58 due to thermal fatigue or the like if there is a welding defect, and the heat storage material 55 melted from the weld portion 58 becomes external. There was a risk of leakage.

【0005】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その目的は、蓄熱材の外部への漏出
を防止することができる蓄熱装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a heat storage device that can prevent a heat storage material from leaking outside.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、内部に蓄熱材が充填された容器本体と、蓄熱材を加
熱する加熱手段と、内部に熱媒体が流されると共に、容
器本体内に配設され、蓄熱材と熱媒体との間で熱交換を
行う熱交換手段とを備え、前記加熱手段及び熱交換手段
を、容器本体の蓄熱材と接しない上面壁を介して外部に
導出するように設けたことをその要旨とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a container body filled with a heat storage material, a heating means for heating the heat storage material, a heat medium flowing inside, and a container body. Heat exchange means for exchanging heat between the heat storage material and the heat medium, wherein the heating means and the heat exchange means are provided outside through a top wall which is not in contact with the heat storage material of the container body. The gist is that it is provided so as to be derived.

【0007】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、体積膨張した蓄熱材の上面と容器本体
の上面壁との間には、余裕空隙が形成されるように構成
したことをその要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a marginal space is formed between the upper surface of the heat storage material whose volume has expanded and the upper surface wall of the container body. That is the gist.

【0008】請求項3に記載の発明は、請求項1又は請
求項2に記載の発明において、前記容器本体は、上部に
開口部を有した蓄熱容器と、同開口部を閉鎖するための
蓋体とから構成し、体積膨張した蓄熱材の最高上面より
も上方に、前記蓋体と蓄熱容器との接合面を設けたこと
をその要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the container main body has a heat storage container having an opening at an upper part, and a lid for closing the opening. The gist of the present invention is that a joint surface between the lid and the heat storage container is provided above the highest upper surface of the heat storage material whose volume has been expanded.

【0009】請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求
項3のうちいずれか一項に記載の発明において、前記熱
交換手段の熱媒体供給側の途中には、熱媒体の逆流を防
止するための逆流防止手段を設けたことをその要旨とす
る。 (作用)従って、請求項1に記載の発明においては、加
熱手段及び熱交換手段は、容器本体内に充填された蓄熱
材と接しない上面壁を介して外部に導出される。このた
め、加熱手段及び熱交換手段は、容器本体の蓄熱材充填
部分を貫通させる必要はない。従って、貫通部分から融
解蓄熱材が容器本体の外部に漏出することは防止され
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a reverse flow of the heat medium is provided midway on the heat medium supply side of the heat exchange means. The gist of the invention is to provide a backflow prevention means for preventing the backflow. (Operation) Therefore, in the first aspect of the present invention, the heating means and the heat exchange means are led out to the outside via the upper wall which does not contact the heat storage material filled in the container body. Therefore, it is not necessary for the heating means and the heat exchange means to penetrate the heat storage material-filled portion of the container body. Therefore, leakage of the molten heat storage material from the penetrating portion to the outside of the container body is prevented.

【0010】請求項2に記載の発明においては、請求項
1に記載の発明の作用に加えて、体積膨張した融解蓄熱
材の上面と容器本体の上面壁との間には、余裕空隙が形
成される。このため、蓄熱材融解時、同蓄熱材と容器本
体の上面壁とが接触することはない。従って、融解蓄熱
材の容器本体上面壁の貫通部分(溶接部分)から外部へ
の漏出は防止される。
[0010] According to the second aspect of the present invention, in addition to the function of the first aspect of the present invention, a surplus gap is formed between the upper surface of the volumetrically expanded molten heat storage material and the upper surface wall of the container body. Is done. Therefore, when the heat storage material is melted, the heat storage material does not come into contact with the upper wall of the container body. Therefore, leakage of the molten heat storage material from the through portion (weld portion) of the upper wall of the container body to the outside is prevented.

【0011】請求項3に記載の発明においては、請求項
1又は請求項2に記載の発明の作用に加えて、蓄熱材融
解時、同蓄熱材が容器本体の接合面に達することはなく
なり、融解蓄熱材の容器本体外部への漏出は防止され
る。
According to the third aspect of the present invention, in addition to the operation of the first or second aspect, when the heat storage material is melted, the heat storage material does not reach the joining surface of the container body. Leakage of the molten heat storage material to the outside of the container body is prevented.

【0012】請求項4に記載の発明においては、請求項
1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の発明の作用に
加えて、熱媒体が蓄熱材の熱により加熱され、蒸気とな
って熱交換手段内を逆流(上昇)することが防止され
る。このため、熱媒体は熱交換手段の熱媒体供給側から
蒸気噴出側へと円滑に流れる。
[0012] In the invention described in claim 4, in addition to the function of the invention described in any one of claims 1 to 3, the heat medium is heated by the heat of the heat storage material to form steam. As a result, backflow (rising) in the heat exchange means is prevented. For this reason, the heat medium flows smoothly from the heat medium supply side of the heat exchange means to the steam ejection side.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(第1実施形態)以下、本発明を
蓄熱装置に具体化した実施形態を図1及び図2に従って
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) An embodiment in which the present invention is embodied in a heat storage device will be described below with reference to FIGS.

【0014】図1及び図2に示すように、蓄熱装置11
を構成する容器本体12は、ステンレス製の内壁として
の内部ケース13及び外壁としての外部ケース14から
なる二重壁構造に形成されている。内部ケース13はそ
の全面がケイ酸カルシウム等の断熱手段としての断熱材
15にて覆われた状態で、外部ケース14内に収容され
ている。
As shown in FIG. 1 and FIG.
Is formed in a double wall structure composed of an inner case 13 as an inner wall made of stainless steel and an outer case 14 as an outer wall. The inner case 13 is housed in the outer case 14 with the entire surface covered with a heat insulating material 15 such as calcium silicate as a heat insulating means.

【0015】前記内部ケース13内には熱を蓄えるため
の蓄熱材16が充填されており、同蓄熱材16の上面と
内部ケース13との間には所定の空隙Tが設けられてい
る。蓄熱材16は、個体のマグネシア(酸化マグネシウ
ム)と、蓄熱温度域で液体化する硝酸塩(硝酸ナトリウ
ム、亜硝酸ナトリウム及び硝酸カリウム等の混合物)と
から構成されている。尚、硝酸塩は融解(液体化)する
と、体積が若干膨張する(本実施形態では、13%程度
膨張)。
A heat storage material 16 for storing heat is filled in the inner case 13, and a predetermined gap T is provided between the upper surface of the heat storage material 16 and the inner case 13. The heat storage material 16 is composed of solid magnesia (magnesium oxide) and a nitrate (a mixture of sodium nitrate, sodium nitrite, potassium nitrate, etc.) that liquefies in the heat storage temperature range. When the nitrate is melted (liquefied), the volume slightly expands (in the present embodiment, expands by about 13%).

【0016】前記内部ケース13内には熱交換手段とし
ての伝熱管17が螺旋状に配設されている。また、内部
ケース13内には加熱手段としてのヒータ18がU字状
に配設されている。伝熱管17及びヒータ18の両端部
は、それぞれステンレス製のスリーブ19を介して両ケ
ース13, 14の上面壁13a, 14aを貫通し、外部
に導出されている。伝熱管17及びヒータ18は、両ケ
ース13,14の貫通部分Uに溶接にて固定されてい
る。
A heat transfer tube 17 as a heat exchange means is spirally disposed in the inner case 13. In the inner case 13, a heater 18 as a heating means is disposed in a U-shape. Both ends of the heat transfer tube 17 and the heater 18 pass through upper surface walls 13a and 14a of both cases 13 and 14 via a sleeve 19 made of stainless steel, respectively, and are led out. The heat transfer tube 17 and the heater 18 are fixed to the penetrating portions U of the cases 13 and 14 by welding.

【0017】前記空隙Tは硝酸塩の融解に伴う体積膨張
を許容可能な容量を有するように設定されている。即
ち、図1に二点鎖線で示すように、蓄熱材16が体積膨
張しても、同蓄熱材16の上面と内部ケース13との間
には、余裕空隙Taが形成されるように構成されてい
る。このため、融解した蓄熱材16の上面が内部ケース
13の貫通部分Uまで達することはない。
The space T is set to have a capacity that allows volume expansion accompanying melting of the nitrate. That is, as shown by a two-dot chain line in FIG. 1, even if the heat storage material 16 expands in volume, a surplus gap Ta is formed between the upper surface of the heat storage material 16 and the inner case 13. ing. Therefore, the upper surface of the melted heat storage material 16 does not reach the penetrating portion U of the inner case 13.

【0018】また、容器本体12の外部において、伝熱
管17の熱媒体供給側(入口側)の途中には、熱媒体
(水)の逆流を防止するための逆流防止手段としての逆
止弁20が設けられている。
A check valve 20 as a backflow preventing means for preventing a backflow of the heat medium (water) is provided outside the vessel body 12 on the heat medium supply side (inlet side) of the heat transfer tube 17. Is provided.

【0019】尚、前記内外ケース13,14は、蓄熱材
16と外気との間を遮断するための壁材として機能す
る。また、両ケース13, 14の上面壁13a, 14a
から容器本体12の上面壁Jが構成されている。
The inner and outer cases 13 and 14 function as wall materials for shutting off the heat storage material 16 from the outside air. The upper walls 13a, 14a of both cases 13, 14
The upper surface wall J of the container body 12 is formed from.

【0020】次に、前記のように構成された蓄熱装置1
1の作用について説明する。前記ヒータ18を通電発熱
させると、蓄熱材16は加熱されて熱を蓄える。そし
て、蓄熱材16が所定の蓄熱温度(本実施形態において
は450℃程度)に達すると、硝酸塩は融解し、マグネ
シア相互の隙間、マグネシアと伝熱管17との隙間及び
マグネシアとヒータ18との隙間が充填される。このた
め、蓄熱材16の蓄熱量は上昇する。
Next, the heat storage device 1 configured as described above
1 will be described. When the heater 18 is energized and heated, the heat storage material 16 is heated to store heat. Then, when the heat storage material 16 reaches a predetermined heat storage temperature (about 450 ° C. in the present embodiment), the nitrate is melted, the gap between the magnesia, the gap between the magnesia and the heat transfer tube 17, and the gap between the magnesia and the heater 18. Is filled. Therefore, the heat storage amount of the heat storage material 16 increases.

【0021】また、硝酸塩の融解に伴う体積膨張は、蓄
熱材16の上面と内部ケース13との間の空隙Tにより
許容される。即ち、硝酸塩の融解時、蓄熱材16上面と
内部ケース13との間には余裕空隙Taが形成される。
このため、蓄熱材16が内部ケース13の貫通部分Uに
接触することはない。従って、仮に貫通部分Uに溶接不
良等があったり、加熱による熱疲労等により溶接部分に
クラック等の発生があったりしても、この溶接部分から
融解した硝酸塩が外部へ漏出することはない。
Further, the volume expansion accompanying the melting of the nitrate is allowed by the gap T between the upper surface of the heat storage material 16 and the inner case 13. That is, when the nitrate is melted, an extra space Ta is formed between the upper surface of the heat storage material 16 and the inner case 13.
For this reason, the heat storage material 16 does not contact the penetrating portion U of the inner case 13. Therefore, even if there is poor welding or the like in the penetrating portion U or cracks or the like occur in the welded portion due to thermal fatigue or the like due to heating, the molten nitrate does not leak out from the welded portion.

【0022】蓄熱材16に蓄えられた熱は、内部ケース
13には伝導するものの、内部ケース13と外部ケース
14との間には断熱材15が介在されていることによ
り、内部ケース13から外部ケース14への熱伝導は抑
制される。このため、蓄熱材16に蓄えられた熱は保持
される。
Although the heat stored in the heat storage material 16 is conducted to the inner case 13, the heat insulating material 15 is interposed between the inner case 13 and the outer case 14 so that the heat is transferred from the inner case 13 to the outer case. Heat conduction to the case 14 is suppressed. Therefore, the heat stored in the heat storage material 16 is maintained.

【0023】この状態で、伝熱管17の熱媒体供給側
(入口側)に設けられたポンプ(図示略)を駆動させ、
熱媒体としての水を供給すると、この水は伝熱管17を
介して蓄熱材16に蓄えられた熱により加熱され、蒸気
となる。伝熱管17において、蒸気の熱媒体供給側への
逆流(上昇)は逆止弁20により防止され、同蒸気は伝
熱管17の蒸気噴出側(出口側)から噴出する。このよ
うにして、蓄熱材16に蓄えられた熱は外部に取り出さ
れる。
In this state, a pump (not shown) provided on the heat medium supply side (inlet side) of the heat transfer tube 17 is driven,
When water is supplied as a heat medium, the water is heated by the heat stored in the heat storage material 16 via the heat transfer tube 17 and turns into steam. In the heat transfer tube 17, the backflow (rising) of the steam to the heat medium supply side is prevented by the check valve 20, and the steam is ejected from the steam ejection side (exit side) of the heat transfer tube 17. In this way, the heat stored in the heat storage material 16 is extracted to the outside.

【0024】従って、本実施形態によれば、以下の効果
を得ることができる。 ・ 伝熱管17及びヒータ18は、容器本体12内の蓄
熱材16とは接触しない上面壁Jを介して外部に導出す
るように構成した。このため、伝熱管17及びヒータ1
8は、容器本体12の蓄熱材16充填部分を貫通させる
必要はない。即ち、溶接不良等の原因で貫通部分(溶接
部分)Uにクラックが発生しても、この貫通部分Uには
蓄熱材16が接触しないため、蓄熱材16の外部への漏
出を防止することができる。
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained. The heat transfer tube 17 and the heater 18 are configured to be led out through the upper wall J that does not contact the heat storage material 16 in the container body 12. Therefore, the heat transfer tube 17 and the heater 1
8 does not need to penetrate the heat storage material 16 filling portion of the container body 12. That is, even if a crack occurs in the penetrating portion (welded portion) U due to poor welding or the like, the heat storage material 16 does not contact the penetrating portion U, so that the heat storage material 16 can be prevented from leaking to the outside. it can.

【0025】・ 蓄熱材16の上面と容器本体12の上
面壁との間には、蓄熱材16の融解に伴う体積膨張を許
容する空隙Tを設けた。このため、蓄熱材16の融解に
伴う体積膨張は空隙Tにより許容され、融解蓄熱材16
の体積膨張による容器本体12の内部圧力増大は軽減さ
れる。
An air gap T is provided between the upper surface of the heat storage material 16 and the upper surface wall of the container body 12 to allow volume expansion accompanying the melting of the heat storage material 16. For this reason, the volume expansion accompanying the melting of the heat storage material 16 is allowed by the gap T,
The increase in the internal pressure of the container body 12 due to the volume expansion of is reduced.

【0026】・ 前記空隙Tは、体積膨張した融解蓄熱
材16の上面と容器本体12の上面壁Jとの間に余裕空
隙Taが形成されるように構成した。このため、蓄熱材
16融解時、同蓄熱材16と上面壁Jとが接触すること
はない。従って、融解した蓄熱材16が上面壁Jの貫通
部分(溶接部分)Uから外部へ漏出することを防止する
ことができる。
The space T is configured such that a surplus space Ta is formed between the upper surface of the volumetrically expanded molten heat storage material 16 and the upper surface wall J of the container body 12. Therefore, when the heat storage material 16 is melted, the heat storage material 16 does not come into contact with the upper wall J. Therefore, it is possible to prevent the melted heat storage material 16 from leaking from the through portion (weld portion) U of the upper surface wall J to the outside.

【0027】・ 伝熱管17の熱媒体供給側の途中に
は、熱媒体(水)の逆流を防止するための逆止弁20を
設けた。このため、伝熱管17の熱媒体供給側から供給
された水の逆流は逆止弁20により防止される。従っ
て、水を伝熱管17の熱媒体供給側から蒸気噴出側へと
円滑に流動させることができる。 (第2実施形態)次に、第2実施形態を図3に従って説
明する。本実施形態は、前記容器本体12を後述の蓄熱
容器32と蓋体34とに分割した点と、蓄熱材16を真
空断熱により断熱した点において、前記第1実施形態と
異なる。従って、前記第1実施形態と同様の部材につい
ては同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
In the middle of the heat transfer tube 17 on the heat medium supply side, a check valve 20 for preventing a back flow of the heat medium (water) is provided. Therefore, the reverse flow of the water supplied from the heat medium supply side of the heat transfer tube 17 is prevented by the check valve 20. Therefore, water can flow smoothly from the heat medium supply side of the heat transfer tube 17 to the steam ejection side. (Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment differs from the first embodiment in that the container body 12 is divided into a heat storage container 32 and a lid 34, which will be described later, and that the heat storage material 16 is insulated by vacuum insulation. Therefore, the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0028】図3に示すように、蓄熱装置31は、上部
が開口した有底円筒状の蓄熱容器32と、同容器32の
開口部33を閉鎖するための蓋体34とを備えている。
蓄熱容器32は有底円筒状の内壁32a及び外壁32b
からなる二重壁構造に形成されており、両壁32a, 3
2b間には空間S1が形成されている。
As shown in FIG. 3, the heat storage device 31 is provided with a cylindrical heat storage container 32 having an open top and a bottom, and a lid 34 for closing an opening 33 of the container 32.
The heat storage container 32 has a bottomed cylindrical inner wall 32a and an outer wall 32b.
It is formed in a double wall structure consisting of both walls 32a, 32
A space S1 is formed between 2b.

【0029】両壁32a, 32bはプレスによる絞り加
工によって形成されており、それぞれの上部開口部周縁
には鍔状のフランジ部35a, 35bが形成されてい
る。そして、両壁32a, 32bはフランジ部35a,
35bの全周に亘って溶接されることにより互いに固定
されると共に、空間S1の気密性が確保されている。
The two walls 32a, 32b are formed by drawing using a press, and flange-shaped flange portions 35a, 35b are formed at the periphery of each upper opening. And, both walls 32a, 32b are flange portions 35a,
By welding all over the circumference of 35b, it is mutually fixed and the airtightness of the space S1 is ensured.

【0030】前記蓋体34は有蓋円筒状に形成された内
壁34a及び外壁34bからなる二重壁構造に形成され
ており、両壁34a, 34b間には空間S2が形成され
ている。両壁34a, 34bは開口部周縁のフランジ部
36a, 36bの全周に亘って溶接されることにより互
いに固定され、空間S2の気密性が確保されている。
The lid 34 has a double-walled structure consisting of an inner wall 34a and an outer wall 34b formed in a closed cylindrical shape, and a space S2 is formed between the two walls 34a and 34b. The two walls 34a, 34b are fixed to each other by welding over the entire periphery of the flanges 36a, 36b at the periphery of the opening, and the airtightness of the space S2 is ensured.

【0031】蓄熱容器32及び蓋体34の空間S1, S
2はそれぞれ真空とされており、両空間S1, S2内の
空気の圧力は1Torr以下になるように設定されてい
る。本明細書中、真空とは通常の大気圧よりも低い圧力
の気体(本実施形態では空気)で満たされた空間内の状
態をいい、絶対真空を0Torrとして大気圧を760
Torrとする。
The spaces S1, S of the heat storage container 32 and the lid 34
Reference numeral 2 denotes a vacuum, and the pressure of the air in both spaces S1 and S2 is set to be 1 Torr or less. In this specification, a vacuum refers to a state in a space filled with a gas (air in the present embodiment) at a pressure lower than the normal atmospheric pressure, where the absolute vacuum is 0 Torr and the atmospheric pressure is 760.
Torr.

【0032】前記蓄熱容器32の開口部33は蓋体34
によって閉鎖されており、同蓋体34は蓄熱容器32に
固定されている。蓄熱容器32の上面と蓋体34との間
(接合面)にはケイ酸カルシウム等の断熱材38が介在
されており、蓄熱容器32と蓋体34との間の熱伝達が
防止されている。また、蓄熱容器32内には蓄熱材16
が充填されており、同蓄熱材16の上面と蓄熱容器32
の上端面との間には所定の空隙Tが設けられている。
The opening 33 of the heat storage container 32 has a lid 34.
The lid 34 is fixed to the heat storage container 32. A heat insulating material 38 such as calcium silicate is interposed between the upper surface of the heat storage container 32 and the lid 34 (joining surface), thereby preventing heat transfer between the heat storage container 32 and the lid 34. . Further, the heat storage material 16 is stored in the heat storage container 32.
Is filled, and the upper surface of the heat storage material 16 and the heat storage container 32
A predetermined space T is provided between the upper end surface and the upper end surface.

【0033】前記蓄熱容器32内には伝熱管17及びヒ
ータ18が配設されており、それぞれの両端部はスリー
ブ19を介して蓋体34の内外壁34a, 34bを気密
状に貫通し、外部に導出されている。伝熱管17及びヒ
ータ18は、蓋体34の貫通部分Vにおいて溶接されて
いる。また、伝熱管17の熱媒体(水)供給側の途中に
は、逆止弁20が設けられている。
A heat transfer tube 17 and a heater 18 are disposed in the heat storage container 32. Both ends of the heat transfer tube 32 pass through the inner and outer walls 34a, 34b of the lid 34 via the sleeve 19 in an airtight manner. Is derived. Heat transfer tube 17 and heater 18 are welded at penetrating portion V of lid 34. In the middle of the heat transfer tube 17 on the side of the heat medium (water) supply, a check valve 20 is provided.

【0034】前記空隙Tは硝酸塩の融解に伴う体積膨張
を許容可能な容量を有するように設定されている。即
ち、図3に二点鎖線で示すように、蓄熱材16が体積膨
張しても、同蓄熱材16の上面と蓄熱容器32の上端面
との間には、余裕空隙Taが形成されるように構成され
ている。このため、融解した蓄熱材16が膨張してもそ
の上面が蓄熱容器32の上端面まで達することはない。
また、同蓄熱材16が蓋体34の貫通部分Vまで達する
こともない。
The space T is set so as to have a capacity to allow volume expansion accompanying melting of the nitrate. That is, as shown by the two-dot chain line in FIG. 3, even if the heat storage material 16 expands in volume, a marginal space Ta is formed between the upper surface of the heat storage material 16 and the upper end surface of the heat storage container 32. Is configured. Therefore, even if the melted heat storage material 16 expands, its upper surface does not reach the upper end surface of the heat storage container 32.
Further, the heat storage material 16 does not reach the penetrating portion V of the lid 34.

【0035】尚、前記蓄熱容器32及び蓋体34から容
器本体Lが構成される。蓋体34は容器本体Lの上面壁
として機能する。また、蓄熱容器32及び蓋体34の内
壁32a, 34a及び外壁32b, 34bは、蓄熱材1
6と外気との間を遮断するための壁材として機能する。
The heat storage container 32 and the lid 34 constitute a container body L. The lid 34 functions as an upper wall of the container body L. The inner walls 32a and 34a and the outer walls 32b and 34b of the heat storage container 32 and the lid 34
It functions as a wall material for shutting off between 6 and the outside air.

【0036】次に、前記のように構成された蓄熱装置3
1の作用について説明する。前記空間S1,S2は真空
(1Torr以下)とされていることにより、両空間S
1,S2内の空気の対流はほぼ無視でき、この対流によ
る内壁32aから外壁32bへの熱伝導は妨げられる。
即ち、蓄熱材16に蓄えられた熱が外壁32bを介して
外部へ伝熱することが防止され、蓄熱材16に蓄えられ
た熱は保持される。
Next, the heat storage device 3 configured as described above
1 will be described. Since the spaces S1 and S2 are vacuum (1 Torr or less), both spaces S1 and S2
The convection of air in S1 and S2 is almost negligible, and heat conduction from the inner wall 32a to the outer wall 32b due to the convection is hindered.
That is, the heat stored in the heat storage material 16 is prevented from being transferred to the outside via the outer wall 32b, and the heat stored in the heat storage material 16 is maintained.

【0037】硝酸塩の融解に伴う体積膨張は、蓄熱材1
6の上面と蓄熱容器32の上端面との間の空隙Tにより
許容される。即ち、硝酸塩の融解時、蓄熱材16上面と
蓄熱容器32の上端面との間には余裕空隙Taが形成さ
れる。このため、蓄熱材16が蓋体34の貫通部分Vを
介して外部に漏出することはない。
The volume expansion accompanying the melting of the nitrate is caused by the heat storage material 1
6 is allowed by the space T between the upper surface of the heat storage container 32 and the upper surface of the heat storage container 32. That is, when the nitrate is melted, a surplus gap Ta is formed between the upper surface of the heat storage material 16 and the upper end surface of the heat storage container 32. Therefore, the heat storage material 16 does not leak outside through the penetrating portion V of the lid 34.

【0038】さらに、内外壁32a, 32bは、それぞ
れの外周上端に外側に突設されたフランジ部35a, 3
5bにおいて互いに溶接固定されている。このため、蓄
熱容器32(内部ケース13)内に充填された蓄熱材1
6がフランジ部35a, 35bの溶接部分に接触するこ
とはない。
Further, the inner and outer walls 32a, 32b are formed with flange portions 35a, 3 protruding outward at the upper ends of the respective outer peripheries.
At 5b, they are fixed to each other by welding. Therefore, the heat storage material 1 filled in the heat storage container 32 (the inner case 13)
6 does not come into contact with the welded portions of the flange portions 35a, 35b.

【0039】従って、仮にフランジ部35a, 35b及
び貫通部分Vに溶接不良等があり、加熱による熱疲労等
により溶接部分にクラック等が発生しても、この溶接部
分から融解した硝酸塩が外部へ漏出することはない。
Therefore, even if the flange portions 35a, 35b and the penetrating portion V have defective welding or the like, and cracks or the like occur in the welded portion due to thermal fatigue due to heating, the molten nitrate leaks from the welded portion to the outside. I will not do it.

【0040】伝熱管17において、蒸気の熱媒体供給側
への逆流(上昇)は逆止弁20により防止される。従っ
て、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができ
る。
In the heat transfer tube 17, the backflow (rising) of the steam to the heat medium supply side is prevented by the check valve 20. Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

【0041】・ 伝熱管17及びヒータ18は、蓄熱容
器32の開口部33を介して蓋体34を貫通して外部に
導出されるように構成した。このため、伝熱管17及び
ヒータ18は、蓄熱容器32の蓄熱材16充填部分を貫
通させる必要はない。即ち、溶接不良等によって貫通部
分(溶接部分)Vにクラックが発生しても、この貫通部
分Vには蓄熱材16が接触しないため、蓄熱材16が外
部に漏出することを防止することができる。
The heat transfer tube 17 and the heater 18 are configured to penetrate the lid 34 through the opening 33 of the heat storage container 32 and to be led out to the outside. Therefore, it is not necessary for the heat transfer tube 17 and the heater 18 to penetrate through the heat storage material 32 of the heat storage container 32. That is, even if a crack occurs in the penetrating portion (welded portion) V due to poor welding or the like, the heat storage material 16 does not contact the penetrating portion V, so that the heat storage material 16 can be prevented from leaking to the outside. .

【0042】・ 蓄熱材16の上面と蓄熱容器32の上
端面(蓋体34)との間には、蓄熱材16の融解に伴う
体積膨張を許容する空隙Tを設けた。また、体積膨張し
た融解蓄熱材16の上面と蓄熱容器32の上面との間に
余裕空隙Taが形成されるように空隙Tの容量を設定し
た。このため、蓄熱材16の融解に伴う体積膨張は空隙
Tにより許容され、蓄熱材16が体積膨張しても蓄熱容
器32の上面を越えることはない。従って、融解蓄熱材
16の貫通部分Vから外部への漏出を防止することがで
きる。
A gap T is provided between the upper surface of the heat storage material 16 and the upper end surface (lid 34) of the heat storage container 32 to allow volume expansion accompanying the melting of the heat storage material 16. In addition, the capacity of the gap T was set such that a surplus gap Ta was formed between the upper surface of the heat storage material 16 whose volume had expanded and the upper surface of the heat storage container 32. For this reason, the volume expansion accompanying the melting of the heat storage material 16 is allowed by the gap T, and does not exceed the upper surface of the heat storage container 32 even if the volume of the heat storage material 16 expands. Therefore, it is possible to prevent the molten heat storage material 16 from leaking from the penetrating portion V to the outside.

【0043】・ 蓄熱装置31の容器本体Lは、上部に
開口部33を有した蓄熱容器32と、同開口部33を閉
鎖するための蓋体34とから構成した。このため、蓄熱
容器の開口部は蓋体により閉鎖され、特に溶接などの必
要はない。従って、蓄熱装置の組立は簡単になる。
The container body L of the heat storage device 31 is composed of a heat storage container 32 having an opening 33 at an upper part, and a lid 34 for closing the opening 33. For this reason, the opening of the heat storage container is closed by the lid, and there is no particular need for welding or the like. Therefore, the assembly of the heat storage device is simplified.

【0044】・ 蓄熱容器32及び蓋体34は、それぞ
れ内壁32a, 34a及び外壁32b, 34bからなる
二重壁構造とし、内壁32a, 34aと外壁32b, 3
4bとの間に形成された空間S1,S2を真空とした。
このため、蓄熱材16に蓄熱された熱による空間S1,
S2内の空気の対流は真空により抑制される。従って、
蓄熱材16に蓄えられた熱を効率的に保持することがで
きる。
The heat storage container 32 and the lid 34 have a double wall structure including inner walls 32a, 34a and outer walls 32b, 34b, respectively. The inner walls 32a, 34a and the outer walls 32b, 3
The spaces S1 and S2 formed between the space 4b and the space 4b were evacuated.
For this reason, the space S1 due to the heat stored in the heat storage material 16
The convection of the air in S2 is suppressed by the vacuum. Therefore,
The heat stored in the heat storage material 16 can be held efficiently.

【0045】・ 蓄熱容器32及び蓋体34の空間S
1,S2を真空にすることにより、蓄熱材16の断熱を
行うように構成した。また、蓄熱容器32の内外壁32
a, 32bは、ステンレス板をプレス加工することによ
り形成した。このため、蓄熱容器32及び蓋体34を断
熱材15(図1参照)等で覆う作業を不要にすることも
できると共に、蓄熱容器32を容易に形成することがで
きる。
Space S between the heat storage container 32 and the lid 34
The heat storage material 16 was configured to be thermally insulated by evacuating 1 and S2. The inner and outer walls 32 of the heat storage container 32
a and 32b were formed by pressing a stainless steel plate. For this reason, the operation | work which covers the heat storage container 32 and the cover 34 with the heat insulating material 15 (refer FIG. 1) etc. can be made unnecessary, and the heat storage container 32 can be easily formed.

【0046】尚、前記実施形態は以下のように変更して
実施してもよい。 ・ 前記第1実施形態において、断熱材15を省略し、
同断熱材15が占めていた内外ケース13,14間の空
間を真空(例えば、1Torr以下)にしてもよい。こ
のようにすれば、内部ケース13を断熱材15(図1参
照)で覆う作業を省略することが可能となり、蓄熱装置
11の製造効率を向上させることができる。
The above embodiment may be modified as follows. In the first embodiment, the heat insulating material 15 is omitted,
The space between the inner and outer cases 13 and 14 occupied by the heat insulating material 15 may be evacuated (for example, 1 Torr or less). In this way, the operation of covering the inner case 13 with the heat insulating material 15 (see FIG. 1) can be omitted, and the manufacturing efficiency of the heat storage device 11 can be improved.

【0047】・ 前記第2実施形態において、空間S
1,S2内に補強用の固形断熱材(図示略)を配置して
もよい。このようにすれば、空間S1,S2を真空排気
したとき、空間S1,S2が負圧になることにより、内
外壁32a, 34a, 32b,34bが真空側にへこむ
ことを防止することができる。
In the second embodiment, the space S
1, a solid heat insulating material (not shown) for reinforcement may be arranged in S2. With this configuration, when the spaces S1 and S2 are evacuated to vacuum, the inner and outer walls 32a, 34a, 32b, and 34b can be prevented from denting to the vacuum side due to a negative pressure in the spaces S1 and S2.

【0048】・ 前記第1及び第2実施形態において、
伝熱管17及びヒータ18をボルト及びナット等にて容
器本体12,Lに固定してもよい。このようにしても、
伝熱管17及びヒータ18を容器本体12,Lに固定す
ることができる。尚、第2実施形態においては、空間S
2の気密性を保持する必要がある。
In the first and second embodiments,
The heat transfer tube 17 and the heater 18 may be fixed to the container body 12, L with bolts and nuts. Even if you do this,
The heat transfer tube 17 and the heater 18 can be fixed to the container body 12, L. In the second embodiment, the space S
2 must be kept airtight.

【0049】次に、前記実施形態から把握できる請求項
記載発明以外の技術的思想について、以下にそれらの効
果と共に記載する。 ・ 前記断熱手段は、壁材の全周を固形の断熱材にて覆
う構成とした請求項3に記載の蓄熱装置。このようにす
れば、壁材の全周を断熱材で覆うのみで蓄熱材の断熱が
行われることにより、蓄熱装置の構成を簡単にすること
ができる。
Next, technical ideas other than the claimed invention which can be grasped from the embodiment will be described below together with their effects. The heat storage device according to claim 3, wherein the heat insulating means is configured to cover the entire periphery of the wall material with a solid heat insulating material. With this configuration, the heat storage material is insulated only by covering the entire periphery of the wall material with the heat insulating material, so that the configuration of the heat storage device can be simplified.

【0050】・ 前記断熱手段は、壁材を、少なくとも
内壁及び外壁からなる多重壁構造とし、内外壁間に形成
された密閉空間を真空にする構成とした請求項3に記載
の蓄熱装置。このようにすれば、内外壁間に形成された
密閉空間を真空にすることにより、断熱が行われるた
め、壁材の全表面を断熱材等で覆う必要がなくなる。
The heat storage device according to claim 3, wherein the heat insulating means has a multi-wall structure including at least an inner wall and an outer wall, and a closed space formed between the inner and outer walls is evacuated. With this configuration, heat insulation is performed by evacuating the sealed space formed between the inner and outer walls, so that it is not necessary to cover the entire surface of the wall material with a heat insulating material or the like.

【0051】・ 前記内外壁は、プレス加工にて所定形
状に形成した請求項5に記載の蓄熱装置。このようにす
れば、内外壁を簡単に形成することができる。
The heat storage device according to claim 5, wherein the inner and outer walls are formed into a predetermined shape by press working. In this way, the inner and outer walls can be easily formed.

【0052】[0052]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、加熱手
段及び熱交換手段は、容器本体の蓄熱材充填部分を貫通
させる必要がなくなり、貫通部分から融解蓄熱材が容器
本体の外部に漏出することを防止できる。
According to the first aspect of the present invention, it is not necessary for the heating means and the heat exchange means to penetrate the heat storage material-filled portion of the container body, and the molten heat storage material flows out of the container body from the penetrated portion. Leakage can be prevented.

【0053】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の効果に加えて、蓄熱材が体積膨張して
も、蓄熱材と容器本体の上面壁とは接触しないことによ
り、融解蓄熱材の体積膨張による容器本体外部への漏出
を防止することができる。
According to the invention described in claim 2, according to claim 1
In addition to the effects of the invention described in the above, even if the heat storage material expands in volume, the heat storage material does not contact the upper wall of the container body, thereby preventing the molten heat storage material from leaking out of the container body due to volume expansion. be able to.

【0054】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
又は請求項2に記載の発明の効果に加えて、蓄熱材融解
時、同蓄熱材が容器本体の接合面に達することはなくな
り、融解蓄熱材の容器本体外部への漏出を防止すること
ができる。
According to the invention described in claim 3, according to claim 1
Alternatively, in addition to the effect of the invention described in claim 2, when the heat storage material is melted, the heat storage material does not reach the joint surface of the container main body, and leakage of the molten heat storage material to the outside of the container main body can be prevented. .

【0055】請求項4に記載の発明によれば、請求項1
〜請求項3のうちいずれか一項に記載の発明の効果に加
えて、熱媒体を熱交換手段の入口側から出口側へと円滑
に流動させることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the first aspect is provided.
In addition to the effects of the invention described in any one of the third to third aspects, the heat medium can flow smoothly from the inlet side to the outlet side of the heat exchange means.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 第1実施形態における蓄熱装置の正断面図。FIG. 1 is a front sectional view of a heat storage device according to a first embodiment.

【図2】 図1における1−1線断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line 1-1 in FIG. 1;

【図3】 第2実施形態における蓄熱装置の正断面図。FIG. 3 is a front sectional view of a heat storage device according to a second embodiment.

【図4】 従来の蓄熱装置の正断面図。FIG. 4 is a front sectional view of a conventional heat storage device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11, 31…蓄熱装置、12…容器本体、13…内部ケ
ース(内壁)、14…外部ケース(外壁)、15…断熱
材(断熱手段)、16…蓄熱材、17…伝熱管(熱交換
手段)、18…ヒータ(加熱手段)、20…逆止弁(逆
流防止手段)、32…蓄熱容器、32a…32の内壁、
32b…32の外壁、33…開口部、34…蓋体、34
a…34の内壁、34b…34の外壁、S1,S2…密
閉空間(断熱手段)、J…12の上面壁、L…容器本
体、T…空隙、Ta…余裕空隙、U, V…貫通部分。
11, 31: heat storage device, 12: container body, 13: inner case (inner wall), 14: outer case (outer wall), 15: heat insulator (insulation means), 16: heat storage material, 17: heat transfer tube (heat exchange means) ), 18: heater (heating means), 20: check valve (backflow prevention means), 32: heat storage container, 32a: inner wall of 32,
32b 32 outer wall, 33 opening, 34 lid, 34
a ... 34 inner wall, 34b ... 34 outer wall, S1, S2 ... closed space (insulation means), J ... 12 upper surface wall, L ... container body, T ... gap, Ta ... room gap, U, V ... penetration part .

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部に蓄熱材が充填された容器本体と、 蓄熱材を加熱する加熱手段と、 内部に熱媒体が流されると共に、容器本体内に配設さ
れ、蓄熱材と熱媒体との間で熱交換を行う熱交換手段と
を備え、 前記加熱手段及び熱交換手段を、容器本体の蓄熱材と接
しない上面壁を介して外部に導出するように設けた蓄熱
装置。
1. A container body filled with a heat storage material, a heating means for heating the heat storage material, a heat medium flowing inside, and disposed inside the container body, the heat storage material and the heat medium A heat storage device, comprising: heat exchange means for performing heat exchange between the heat storage means, and the heating means and the heat exchange means provided so as to be led out to the outside via an upper wall not in contact with the heat storage material of the container body.
【請求項2】 体積膨張した蓄熱材の上面と容器本体の
上面壁との間には、余裕空隙が形成されるように構成し
た請求項1に記載の蓄熱装置。
2. The heat storage device according to claim 1, wherein a marginal gap is formed between the upper surface of the heat storage material whose volume has expanded and the upper surface wall of the container body.
【請求項3】 前記容器本体は、上部に開口部を有した
蓄熱容器と、同開口部を閉鎖するための蓋体とから構成
し、体積膨張した蓄熱材の最高上面よりも上方に、前記
蓋体と蓄熱容器との接合面を設けた請求項1又は請求項
2に記載の蓄熱装置。
3. The container main body comprises a heat storage container having an opening at an upper part thereof, and a lid for closing the opening, and the container main body is provided above the highest surface of the heat storage material whose volume has expanded. The heat storage device according to claim 1 or 2, wherein a joint surface between the lid and the heat storage container is provided.
【請求項4】 前記熱交換手段の熱媒体供給側の途中に
は、熱媒体の逆流を防止するための逆流防止手段を設け
た請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の蓄熱
装置。
4. The heat exchanger according to claim 1, further comprising a backflow preventing means provided on a heat medium supply side of the heat exchange means for preventing a backflow of the heat medium. Heat storage device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100759115B1 (en) * 2006-10-20 2007-09-19 김종연 Heat generator apparatus a conductor
JP2014173822A (en) * 2013-03-13 2014-09-22 Hitachi Appliances Inc Electric water heater

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